两相准静态超材料谐振器品质因子的界限与最优微结构设计

材料共振在纳米光子学与光学领域具有根本重要性。因此，了解其可调谐的极限十分有意义。材料中共振的带宽是重要特征，通常用品质（Q）因子来表征。我们通过引入以复合材料复有效介电常数表示的Q因子替代定义，给出了在给定谐振频率下评估的两相准静态超材料谐振器品质因子的界限。给出了达到这些界限上点的最优超材料微结构设计。最有趣的最优微结构是无双包覆椭球体的极限情形，其达到下界上的点。我们还获得了三维、各向同性且体积分数固定的两相准静态超材料的Q因子界限，并识别出一些近乎最优的各向同性微几何结构。